可编程的电流控制振荡器制造技术

本发明专利技术涉及一种可编程的电流控制振荡器，所述振荡器包括外部基准电路(10)、分段式电流舵(20)和振荡电路(30)，所述外部基准电路(10)分别电连接至所述分段式电流舵(20)和所述振荡电路(30)，所述分段式电流舵(20)电连接至所述振荡电路(30)。本发明专利技术技术方案通过设置分段式电流舵，可实现对外部基准电路提供的固定大小的基准电流进行调整，从而改变进入振荡电路的电流的大小，使振荡器输出的时钟信号的频率发生变化。因此，本发明专利技术实施例提供的可编程的电流控制振荡器，可以调整时钟频率，提高时钟频率的精度。

【技术实现步骤摘要】
可编程的电流控制振荡器
本专利技术属于电子
，具体涉及一种可编程的电流控制振荡器。
技术介绍
振荡器(英文：oscillator)是用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波)的电子元件。其构成的电路叫振荡电路。能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。现有的振荡器如图1所示，主要包括：由电容C1和C2，四个开关S1、S2、S1B和S2B，以及两个比较器101和102以及RS触发器RS103组成的振荡产生部分。PMOS管P4为电容C1和C2提供充电电流，基准电压vref输入到比较器101和102的反相输入端，电容C1的电压VCAP1和电容C2的电压VCAP2和基准电压vref进行比较，将比较结果输入到RS触发器RS103的S端或R端实现对RS触发器RS103的置0或置1，从而从Q端或Q非端输出振荡信号,Q端输出的振荡信号连接到开关S1和S2B，Q非端输出的振荡信号连接到开关S2和S1B，实现对开关S1、S2、S1B和S2B的控制，并控制电容C1和C2的充放电。由PMOS管P1和P2，NMOS管N1和N2形成镜像电流源，其中PMOS管P1和P2和P4呈镜像电流关系；NMOS管N1和N2的栅源电压差除以电阻R1的值确定PMOS管P2和NMOS管N2的路径的电流的大小从而确定各镜像电流路径中的镜像电流大小。然而上述振荡器一旦电路尺寸及电阻值确定，则电容充电电流大小就不可变，振荡器输出的固定值的时钟频率，当产品的振荡器产生的时钟频率与需要的频率存在偏差时，由于产品中电路已经不能改变，时钟频率不可进行再调整，导致输出频率精度低。因此，设计一种可调整且精度高的时钟振荡器是本领域的热点研究话题。
技术实现思路
针对以上存在的问题，本专利技术提出了一种可编程的电流控制振荡器，具体的实施方式如下。本专利技术实施例提供一种可编程的电流控制振荡器，所述振荡器包括外部基准电路10、分段式电流舵20和振荡电路30，所述外部基准电路10分别电连接至所述分段式电流舵20和所述振荡电路30，所述分段式电流舵20电连接至所述振荡电路30；其中，所述外部基准电路10用于分别向所述分段式电流舵20提供基准电流和向所述振荡电路30提供基准电压；所述分段式电流舵20用于根据输入的数字码向所述振荡电路30提供电流；所述振荡电路30用于根据所述分段式电流舵20提供的不同大小的电流输出不同的时钟频率。在本专利技术的一个实施例中，所述分段式电流舵20包括数字模块和模拟模块，所述模拟模块的输入端电连接至所述外部基准电路10，所述模拟模块的输出端电连接至所述振荡电路30；所述数字模块通过输入数字码控制所述模拟模块的输出电流，所述振荡电路30根据所述模拟模块输出的电流产生不同的时钟频率。在本专利技术的一个实施例中，所述数字模块包括：数字码信号输入端和温度计译码器，所述模拟模块包括高N-M位单位电流源结构和低M位二进制加权电流源结构，其中，所述高N-M位单位电流源结构电连接至所述温度计译码器；所述温度计译码器和所述低M位二进制加权电流源结构分别电连接至所述数字码信号输入端；其中，N、M为大于等于1的整数。在本专利技术的一个实施例中，所述高N-M位单位电流源结构包括2N-M-1个单位电流源开关和与所述单位电流源开关串联的2N-M-1个单位电流源晶体管组，每一所述单位电流源晶体管组包括2M个相互并接的晶体管，所述单位电流源开关用于控制所述单位电流源晶体管组与所述振荡电路30的关断和导通。在本专利技术的一个实施例中，所述低M位二进制加权电流源结构与所述高N-M位单位电流源结构并接，且所述低M位二进制加权电流源结构包括M个二进制加权电流源开关和与所述二进制加权电流源开关串联的M个二进制加权电流源晶体管组，对所述M个二进制加权电流源晶体管组排序，每个晶体管组包括2M-1个相互并接的晶体管，所述二进制加权电流源开关用于控制所述二进制加权电流源晶体管组与所述振荡电路30的关断和导通。在本专利技术的一个实施例中，所述振荡电路30包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第一电容C1、第二电容C2，第一比较器COMP1、第二比较器COMP2和触发器RS，其中，所述第一晶体管M1接收所述分段式电流舵20提供的电流，所述第二晶体管M2和所述第三晶体管M3与所述第一晶体管M1镜像连接；所述第一电容C1与所述第四晶体管M4并联，且所述第一电容C1的下极板接地，上极板分别电连接至所述第二晶体管M2和所述第一比较器COMP1的反向输入端；所述第二电容C2与所述第五晶体管M5并联，且所述第二电容C2的下极板接地，上极板分别电连接至所述第三晶体管M3和所述第二比较器COMP2的反向输入端；所述第一比较器COMP1的正向输入端和所述第二比较器COMP2的正向输入端电连接至所述外接基准电路；所述第一比较器COMP1的输出端电连接至所述触发器RS的R端，所述第二比较器COMP2的输出端电连接至所述触发器RS的S端；所述触发器RS的Q端电连接至所述第四晶体管M4的栅极，所述触发器RS的Q非端电连接至所述第五晶体管M5的栅极。在本专利技术的一个实施例中，所述外部基准电路包括第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8和电源，所述第六晶体管M6的源极、所述第七晶体管M7的源极和所述第八晶体管M8的源极电连接至所述电源，所述第六晶体管M6的栅极与所述第七晶体管M7的栅极和所述第八晶体管M8的栅极串接，所述第六晶体管M6的漏极用于提供基准电流，所述第七晶体管M7的漏极电连接至电阻R，用于提供基准电压。在本专利技术的一个实施例中，所述振荡器还外接有FPGA数据配置电路，所述FPGA数据配置电路电连接至所述数字码信号输入端，向所述分段式电流舵20提供不同的数字码。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术技术方案通过设置分段式电流舵，可实现对外部基准电路提供的固定大小的基准电流I0进行调整，分段式电流舵通过控制开关的导通和关断改变电流源输出总电流的大小，也即改变进入振荡电路的电流的大小，振荡电路给第一电容或第二电容充放电输出时钟信号，当电流大小改变时，则给电容充放电的时长发生改变，振荡器输出的时钟信号的频率发生变化。因此，本专利技术实施例提供电流控制振荡器，可以调整时钟频率，提高时钟频率的精度。2、本专利技术实施例中，分段式电流舵接收FPGA配置电路发送的数字码，当FPGA配置电路发送的数字码改变时，分段式电流舵输出总电流的大小发生改变，因此，本实施例提供的振荡器可以应用于FPGA时钟网络结构中，当振荡器输出的时钟频率存在偏差时，可通过改变数字码来调整总电流的大小，进而调整时钟频率，因此能够提高时钟频率的精度，解决了现有技术中时钟频率精度低的问题。附图说明图1为现有的振荡器的电路结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的振荡器的模块示意图；图3为本专利技术实施例提供的振荡器的电路结构示意图。附图标记说明：外部基准电路10；分段式电流舵20；振荡电路30。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。实施例一如图2-图3所示，图2为本专利技术实施例提供的振荡器的模块示意图；图3为本专利技术实施例提供的振荡器的电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可编程的电流控制振荡器，其特征在于，所述振荡器包括外部基准电路(10)、分段式电流舵(20)和振荡电路(30)，所述外部基准电路(10)分别电连接至所述分段式电流舵(20)和所述振荡电路(30)，所述分段式电流舵(20)电连接至所述振荡电路(30)；其中，所述外部基准电路(10)用于分别向所述分段式电流舵(20)提供基准电流和向所述振荡电路(30)提供基准电压；所述分段式电流舵(20)用于根据输入的数字码向所述振荡电路(30)提供电流；所述振荡电路(30)用于根据所述分段式电流舵(20)提供的不同大小的电流输出不同的时钟频率。

【技术特征摘要】
1.一种可编程的电流控制振荡器，其特征在于，所述振荡器包括外部基准电路(10)、分段式电流舵(20)和振荡电路(30)，所述外部基准电路(10)分别电连接至所述分段式电流舵(20)和所述振荡电路(30)，所述分段式电流舵(20)电连接至所述振荡电路(30)；其中，所述外部基准电路(10)用于分别向所述分段式电流舵(20)提供基准电流和向所述振荡电路(30)提供基准电压；所述分段式电流舵(20)用于根据输入的数字码向所述振荡电路(30)提供电流；所述振荡电路(30)用于根据所述分段式电流舵(20)提供的不同大小的电流输出不同的时钟频率。2.根据权利要求1所述的可编程的电流控制振荡器，其特征在于，所述分段式电流舵(20)包括数字模块和模拟模块，所述模拟模块的输入端电连接至所述外部基准电路(10)，所述模拟模块的输出端电连接至所述振荡电路(30)；所述数字模块通过输入数字码控制所述模拟模块的输出电流，所述振荡电路(30)根据所述模拟模块输出的电流产生不同的时钟频率。3.根据权利要求2所述的可编程的电流控制振荡器，其特征在于，所述数字模块包括：数字码信号输入端和温度计译码器，所述模拟模块包括高N-M位单位电流源结构和低M位二进制加权电流源结构，其中，所述高N-M位单位电流源结构电连接至所述温度计译码器；所述温度计译码器和所述低M位二进制加权电流源结构分别电连接至所述数字码信号输入端；其中，N、M为大于等于1的整数。4.根据权利要求3所述的可编程的电流控制振荡器，其特征在于，所述高N-M位单位电流源结构包括2N-M-1个单位电流源开关和与所述单位电流源开关串联的2N-M-1个单位电流源晶体管组，每一所述单位电流源晶体管组包括2M个相互并接的晶体管，所述单位电流源开关用于控制所述单位电流源晶体管组与所述振荡电路(30)的关断和导通。5.根据权利要求4所述的可编程的电流控制振荡器，其特征在于，所述低M位二进制加权电流源结构与所述高N-M位单位电流源结构并接，且所述低M位二进制加权电流源结构包括M个二进制加权电流源开关和与所述二进制加权电流源开关串联的M个二进制加权电流源晶体管组，对所述M个二进制加权电流源晶体管组排序，每个晶体管组包括2M-1个相互并接的晶体管，所述二进制加权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，孟智凯，贾红，程显志，韦嶔，陈维新，
申请(专利权)人：西安智多晶微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61